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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TOLUCA
PROYECTO INTEGRADOR:
“PROCESO INDUSTRIAL DEL ALGODÓN”
UNIDAD 3
MATERIA:
ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES
PROFESORA:
YOLANDA ALVARADO PEREZ
PRESENTA:
LEANA SÁNCHEZ ANDREA 19280193
REMIGIO VILLA VANESA 19281077
REYES GARCÍA NIMBE GUADALUPE C
SANMIGUEL ALTAMIRANO ADRIÁN 19280159
VARGAS HERNÁNDEZ FERNANDO 18280827
EQUIPO: 5
METEPEC, ESTADO DE MÉXICO, MAYO DEL 2021
JUSTIFICACIÓN
Se eligió el proceso industrial del algodón ya que en el proceso de fabricación
intervienen varias etapas y operaciones unitarias, así como maquinaria e
instrumentos, desde su cosecha hasta su elaboración final.
El algodón es un complemento para algunas prendas de vestir, telas, objetivos domésticos, aplicaciones médicas, también el algodón se usa en productos
industriales, como filtros para acondicionadores de aire, balsas salvavidas, cintas
transportadoras, carpas, neumáticos de automóvil, piscinas, cascos de seguridad o
ventiladores de mina, el algodón proporciona volumen, estabilidad y confort. En fin,
su uso es megadiverso en la cotidianidad.
Nos interesó saber que el algodón tiene un gran impacto en la agroindustria. México es el décimo tercer productor mundial con un volumen de 487914 toneladas producidas en el año de 2016, siendo está producción la que satisface el 80% de los requerimientos nacionales.
El algodón es una planta a la cual no se le atribuye la importancia necesaria es por ello por lo que se nos hizo atractiva la propuesta para así poder investigar detalladamente todas sus fases industriales desde la cosecha.
PROCESO GENERAL
El proceso de convertir el algodón en prendas de vestir se ha ido transformando
para adquirir un carácter tecnológico, existen unos pasos básicos que no cambian
en su esencia y son:
- Recolección: El fruto del algodón es extraído de la planta, la primera labor es el trozamiento (corte) mecánico de la parte aérea de las plantas. A continuación, se entierran estos restos vegetales y se deja descansar el suelo hasta el laboreo. Las peladoras son máquinas menos selectivas que arrancan las bolas de la planta. La recolección y la selección se suelen realizar a mano, con ello se consigue un algodón de mejor calidad. Existen algunos países donde la recolección se lleva a cabo de forma mecánica. Las recogedoras tienen un tambor vertical provisto de husillos que enganchan el algodón y lo arrancan de las bolas de semillas abiertas.
DIAGRAMA DE FLUJO
Fuente: Hiladora Grupo Ritex, 2019
Recolección
y selección
de materia
prima
Secado Desmontado
Tejido Hilado Mercerización
Teñido y
estampado
2.- Actividad
2. Con ayuda del diagrama de bloques del proceso, elabore la siguiente tabla en la que identifique: a) Características o parámetros de calidad que debe cumplir el bien producido en cada una de las etapas del proceso, su clasificación como variables continuas o discretas b) Instrumentos o equipos empleados para cuantificar o calificar las características o parámetros de calidad del bien producido c) Factores externos que ocasionan que las características o parámetros se vean modificados
Proceso Industrial del algodón
Etapa del proceso
Características o parámetros de calidad
Tipo de variable
Instrumentos/ equipos
Factores externos que podrían modificar las características o parámetros
Continua Discreta
Recolección y selección de materia prima
Textura x Analizador de textura
Factores como el agua o algún liquido modifican la textura del algodón ya que es un material absorbente se modifica el algodón se vuelve más denso y compacto.
Color x Colorímetro
La tierra es un factor que modifica el color y textura del algodón
Secado
Humedad x
Medidor de humedad para textiles HML Medio ambiente
Actividad 3.
Normas oficiales y parámetros de calidad
Recolección y selección de materia prima: El largo de las fibras de algodón es
una de las cualidades más importantes, por ser uno de los factores determinantes
para su hilabilidad. La apreciación del largo de la fibra efectuada manualmente por
un clasificador acreditado corresponde, aproximadamente, al largo promedio de la
mitad más larga del conjunto de fibras de la muestra.
Los instrumentos de laboratorio indican con más precisión el largo promedio de la mitad más larga del conjunto de fibras de la muestra. Esto se verifica de acuerdo
con lo establecido en la norma mexicana NMX-A-058 La longitud de la fibra varía
entre 20 y 45 cm.
Textura y secado: NMX-A-154-1970 Esta Norma Mexicana establece el método
de prueba para determinar la cantidad de humedad del algodón, secándolo por
medio de una estufa.
Esta Norma Mexicana es aplicable a fibra de algodón son semilla, algodón en rama,
en cualquier etapa de su manufactura y desperdicios. En acuerdo, también puede
ser aplicable en mezclas de algodón con otras fibras
Desmontado: NMX-A-051-SCFI-2000 Esta norma mexicana establece las
características de calidad que debe cumplir la fibra de algodón, después de su
acondicionamiento, clasificación y embalaje, destinada a la industria de hilaturas en
territorio nacional.
Los patrones oficiales que sirven de base para la clasificación de la fibra de algodón
conforme a los grados de calidad en cuanto a limpieza de la presente norma
corresponden a los patrones originales en custodia del Departamento de Agricultura
de los Estados Unidos de Norteamérica.
La relación entre el porcentaje de área y el conteo de partículas es un buen indicador
del promedio del tamaño de las partículas en una muestra de algodón por ejemplo
un bajo porcentaje de área combinado con un alto conteo de partículas indica un
bajo promedio del tamaño de las partículas que un alto porcentaje de área con un bajo conteo de partículas.
Limpieza (% área) Símbolo Código
Grado1 0.08 LG1 1
Grado 2 0.12 LG2 2
Grado 3 0.18 LG3 3
Grado 4 0.34 LG4 4
Grado 5 0.55 LG5 5
Grado 6 0.86 LG6 6
Grado 7 1.56 LG7 7
Fuera de Grado >1.56 BLG 8
Mercerización : NORMA ICONTEC 908 TEMPERATURA OPTIMA DE LA SOSA CÁUSTICA PARA EL CONTROL DE MERCERIZACION se encuentra en el rango de 21 a 37°C, ya que bajas temperaturas no afectan el proceso mientras que las altas afectan la velocidad de la reacción y el grado de hinchamiento de la fibra.
Hilado: NMX-A-006-1965 HILO DE ALGODON PARA FORRO DE ALAMBRE MAGNETO. Esta Norma Mexicana establece las especificaciones mínimas de
calidad aplicables al hilo de algodón para forro de alambre magneto. Un hilo de
algodón de etiqueta es equivale de 40 a 60 nm
Etapa del proceso
Características o parámetros de calidad
Valores o rango de valores (comparación respecto a normas o especificacione s del proceso)
Serie de valores propuestos
Estimar media ( ̅ 𝒙𝒙 )
Estimar desviació n estándar ( 𝒔𝒔 )
Recolección y selección de materia prima
Longitud de la fibra (20 a 45 cm)
31.1 cm
Secado
Tiempo de secado 1 hora
55minutos 29.
Desmontado Limpieza de la fibra
(0.08 a 1.56% de área revisada)
Mercerización Temperatura (21 a 37 °C)
27.5 °C 5.
A continuación, se muestra el cálculo de la media y desviación estándar para un conjunto de datos correspondientes a los parámetros de calidad para las etapas de Recolección y selección de materia prima, secado, desmontado, mercerización, hilado y tejido. Para llevar a cabo esta actividad se utilizaron las siguientes ecuaciones para datos no agrupados, media de datos no agrupados y desviación estándar de datos no agrupados.
Recolección y selección de materia prima
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) =
21+22+22+23+24+34+44+42+40+ 10 𝑋𝑋̅ =
∑ (^) Xi (𝑛𝑛)
�∑(𝑥𝑥1−𝑥𝑥2)^2 𝑛𝑛− �∑(21−31. 1 )^2 (22−31. 1 )^2 (22−31. 1 )^2 (23−31. 1 )^2 (24−31. 1 )^2 (34−31. 1 )^2 (44−31. 1 )^2 (42−31. 1 )^2 (40−31. 1 )^2 (39−31. 1 )^2 9 =9.
Hilado Grosor del hilo^ (40 a 60 nm) NMX-A-006-
51nm 2.
Tejido Fuerza de hilado 200 a 300μN
255μN 30.
Mercerización
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) =
22+24+36+33+29+22+23+29+21+ 10
𝑋𝑋̅ =
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) = 27.5°C
�∑(𝑥𝑥1−𝑥𝑥2)^2 𝑛𝑛− = �∑(22−27. 5 )^2 + (24−27. 5 )^2 +(36−27. 5 )^2 +(33−27. 5 )^2 +(29−27. 5 )^2 +(22−27. 5 )^2 (23−27. 5 )^2 (29−27. 5 )^2 (21−27. 5 )^2 (36−27. 5 )^2 9 =5.
Secado
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) =
6+12+18+24+30+36+42+48+54+ 10
𝑋𝑋̅ =
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) = 55min
�∑(𝑥𝑥1−𝑥𝑥2)^2 𝑛𝑛−
= �∑(6−55)^2 + (12−55)^2 +(18−55)^2 +(24−55)^2 +(30−55)^2 +(36−55)^2 (42−55)^2 (48−55)^2 (54−55)^2 (60−55)^2 9 =29.
Tejido
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) =
210+220+230+240+250+260+270+280+290+ 10
𝑋𝑋̅ =
∑ (^) Xi (𝑛𝑛) = 255μN
�∑(𝑥𝑥1−𝑥𝑥2)^2 𝑛𝑛− = �∑(210−255)^2 + (220−255)^2 +(230−255)^2 +(240−255)^2 +(250−255)^2 +(260−255)^2 (270−255)^2 (280−255)^2 (290−55)^2 (300−255)^2 9 =30.
Actividad 4.
FORMULA
a) Intervalos de confianza del 90% para la media poblacional
Variable/Etapa Datos Intervalo
de
confianza
Gráfica
Recolección y selección de materia prima
Secado (^) 𝑥𝑥̅ : 55 𝑠𝑠: 29. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Desmontado (^) 𝑥𝑥̅ :0. 𝑠𝑠: 0. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Temperatura de mercerización
Hilado (^) 𝑥𝑥̅ : 51 𝑠𝑠: 2. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Tejido
v: 9
Donde:
𝑡𝑡 0. 05 , 9 (obtenido de tablas con v=9 y 𝛼𝛼^ � 2 = 0.
FORMULA
a) Intervalos de confianza del 98% para la media poblacional
Variable/Etapa Datos Intervalo de
confianza
Gráfica
Recolección y selección de materia prima
Secado (^) 𝑥𝑥̅ : 55
𝑠𝑠: 29. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Desmontado (^) 𝑥𝑥̅ :0.
𝑠𝑠: 0. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Temperatura de mercerización
Hilado (^) 𝑥𝑥̅ : 51
𝑠𝑠: 2. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Tejido
v: 9
Donde:
𝑡𝑡 0. 01 , 9 (obtenido de tablas con v=9 y 𝛼𝛼�^2 = 0.
FORMULA 𝜇𝜇 = 𝑥𝑥̅ ±
2 𝑆𝑆 √ 𝑛𝑛
a) Intervalos de confianza del 99 para la media poblacional
Variable/Etapa Datos Intervalo de
confianza
Gráfica
Recolección y selección de materia prima
Secado (^) 𝑥𝑥̅ : 55
𝑠𝑠: 29. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Desmontado (^) 𝑥𝑥̅ :0.
𝑠𝑠: 0. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Temperatura de mercerización
Hilado (^) 𝑥𝑥̅ : 51
𝑠𝑠: 2. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Tejido
v: 9
Donde:
𝑡𝑡 0. 005 , 9 (obtenido de tablas con v=9 y 𝛼𝛼^ � 2 = 0.
𝑋𝑋𝛼𝛼^2 /^2
𝑋𝑋1−𝛼𝛼^2 / 2
b) Intervalos de confianza del 98% para la varianza
Variable/Etapa Datos Intervalo
de
confianza
Gráfica
Recolección y selección de materia prima
Secado (^) 𝑥𝑥̅ : 55
𝑠𝑠: 29. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Desmontado (^) 𝑥𝑥̅:0.
𝑠𝑠: 0. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Temperatura de mercerización
Hilado (^) 𝑥𝑥̅ : 51
𝑠𝑠: 2. 𝑛𝑛: 10 𝑣𝑣: 9
Tejido
v: 9
Donde:
2
2 = 21.666 (obtenido de tablas con v=9 y 𝛼𝛼 = 0.01).
𝑋𝑋1−𝛼𝛼^2 / 2 = 2.088 (obtenido de tablas con v=9 y 𝛼𝛼 = 0.99).
Actividad 5 De acuerdo con la norma NMX-A-006-1965 establece que el resto del hilo debe de ser de 40 a 60nm del grosor del hilado. Se realizo una muestra de 10 hilos, los cuales tienen un grosor medio de 51nm con una desviación estándar de 0.5. Probar la hipótesis de que μ=60nm de grosor del hilo.
1.- H 0 : μ=60 H 1 : μ≠
2.- α=0.01 α ∕₂ = 0. 005
3.- N=
ẋ=
σ=0.
𝑍𝑍 =
𝑥𝑥̅−𝜇𝜇 𝜎𝜎 �√𝑛𝑛
51−
- 5 �√
Z0.005 =-2.575 z1 -0.005 =2.
4.- H 0 se rechaza ∴ H 1 se acepta
5.- El proceso de hilado no necesariamente debe tener un grosor de μ=60nm
Actividad 6 Se tienen dos proveedores diferentes en el proceso industrial del algodón de una planta productora, durante el proceso de secado se obtienen los siguientes parámetros entre el primer proveedor y el segundo:
Proveedor 1 Proveedor 2
n=10 n=
𝑥𝑥̅ : 55 minutos 𝑥𝑥̅ : 62 minutos
𝑠𝑠: 29. 54 𝑠𝑠: 31. 29
6.- Probar la hipótesis que no hay una diferencia significativa entre las medias o proporciones, según lo que aplique, entre las dos líneas de producción, o turnos, o proveedores de materia prima. Para ello, recurra al procedimiento de prueba de hipótesis.
σ1 ≠ σ2 y desconocidas, α=0.
